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实验二脲醛树脂的合成一、实验介绍脲醛树脂是一种由尿素和甲醛缩聚而成的合成树脂，是当前应用最广泛的胶粘剂种类之一，它也是木材加工业中使用量最大的合成树脂胶粘剂，占该行业胶粘剂使用量的80%以上。
脲醛树脂除可用作木材胶黏剂外，还可应用于纺织品、纸张、乐器等的处理剂、涂料、复合材料、塑料等。
二、实验目的通过本实验学习和实践，使学生了解脲醛树脂的基本合成过程，从而加深对缩聚反应原理的理解，掌握脲醛树脂的合成原理和基本合成工艺。
三、安全与防护实验中所使用的甲酸和氢氧化钠溶液可能具有一定的腐蚀性，如果不慎接触到皮肤应立即用清水冲洗；应避免溅入眼睛，如不慎溅入眼睛马上用大量清水冲洗，并立即到医院进行医疗处理。
甲醛溶液是一具有较强刺激性的挥发性溶液，在称量甲醛溶液时，因为其刺激性可能致使眼睛流泪；极个别人可能对甲醛过敏，因此在称量甲醛溶液中出现红疹或瘙痒时，应立即停止实验，并到空气流通处。
四、实验原理脲醛树脂的合成可采用碱-酸-碱合成工艺或者酸-碱工艺，后者反应速率快、工艺复杂、产物副反应多等问题，因此工业上通常采用碱-酸-碱合成工艺制备脲醛树脂，其制备过程通常分为两个阶段：加成反应和缩聚反应。
1）尿素和甲醛在中性或弱碱性介质中进行加成反应，生成一羟甲基脲与二羟甲基脲。
在特殊条件下，甲醛过量时，也可生成三羟甲基脲或四羟甲基脲，但四羟甲基脲从未分离出来过。
五、配方设计决定脲醛树脂性能的关键因素之一就是合成过程中尿素/甲醛（F/U）摩尔比。
一般而言，F/U摩尔比越高，树脂羟甲基化程度高，固化后交联密度大，胶接强度高；同时高F/U摩尔比的树脂的固化时间短，易于固化；但是随着F/U摩尔比的增加，游离甲醛含量明显增加，且脲醛树脂的耐水性降低。
因此为了制备综合性能都好的脲醛树脂，第一步就是选择合适的F/U摩尔比，然后采用合适的合成工艺。
本实验采用二次加尿素的合成工艺制备脲醛树脂胶粘剂，第一次加尿素是用于合成脲醛树脂的主体树脂，决定最终树脂的粘接性能，尿素是先在弱碱条件下加成反应，然后在弱酸性下缩聚反应；第二次加尿素是为了降低最终树脂的游离甲醛，所加尿素在中性或弱碱条件下与体系游离甲醛加成反应。
脲醛树脂合成过程中游离甲醛的抑制赵厚宽;王鹏;谢星鹏;叶哲孜;谢益民【摘要】研究了脲醛树脂合成过程中抑制游离甲醛的方法,讨论了合成工艺的优化以及单宁酸和可溶性碱木质素作为降醛剂的效果.结果表明:优化后的合成工艺为甲醛与尿素的物质的量比为1.2:1,缩聚反应阶段温度和pH值分别为95℃和5.0,三聚氰胺用量为尿素与甲醛总质量的2%,聚乙烯醇用量为尿素质量的1%.采用该工艺条件可使的产品中游离甲醛的量降到0.18%,黏度为16.2 s,固体质量分数为52.96%,储存时间大于45 d.采用单宁酸用量为尿素质量的2%时,产品中游离甲醛量为0.09%,固体质量分数为53.44%,黏度为16.9 s;可溶性碱木质素用量为尿素质量的5%时,游离甲醛的量为0.15%,其他指标与添加单宁酸的样品相似.【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2017(051)001【总页数】7页(P20-26)【关键词】脲醛树脂;游离甲醛;降醛剂;单宁酸;木质素【作者】赵厚宽;王鹏;谢星鹏;叶哲孜;谢益民【作者单位】湖北工业大学制浆造纸研究院,湖北武汉 430068;湖北工业大学轻工材料湖北省重点实验室,湖北武汉 430068;湖北工业大学制浆造纸研究院,湖北武汉 430068;湖北工业大学轻工材料湖北省重点实验室,湖北武汉 430068;武汉生物工程学院药学院,湖北武汉 430415;湖北工业大学制浆造纸研究院,湖北武汉430068;湖北工业大学轻工材料湖北省重点实验室,湖北武汉 430068;湖北工业大学制浆造纸研究院,湖北武汉 430068;湖北工业大学轻工材料湖北省重点实验室,湖北武汉 430068【正文语种】中文【中图分类】TQ35脲醛树脂胶因具有胶合强度高、固化速度快、合成工艺简单、使用方便、性能较好、成本低廉、原料来源比较丰富等优点成为我国人造板、木材加工行业最常用的粘合剂之一。
有文献显示我国脲醛树脂的用量占木工行业用胶量的80%以上[1-3]。
脲醛树脂胶粘剂的分析检验第一节原料的分析检验方法一、甲醛（一）甲醛的质量标准甲醛的质量标准见表1表1 甲醛的质量标准（GB9009—88）（二）测定方法1.甲醛含量的测定（1）原理试样与过量的中性亚硫酸钠溶液作用，生成氢氧化钠，然后以百里香酚酞作指示剂，用硫酸标准溶液滴定生成的氢氧化钠。
（2）试剂和溶液硫酸标准溶液c（1/2H2SO4）=0.5mol/L；亚硫酸钠溶液c（Na2SO3）=1mol/L；百里香酚酞指示剂，每100mL乙醇（95%）中含0.1g百里香酚酞。
（3）仪器滴瓶（60mL）。
（4）测定步骤于250mL锥形瓶中，加入50mL亚硫酸钠溶液及3滴百里香酚酞指示剂，用硫酸标准溶液中和至蓝色消失（不计读数）。
用减量法称取1.3~1.5g试样（准确至0.0002g），放入上述锥形瓶中，再用硫酸标准溶液中和至蓝色消失为终点。
（5）结果的表示和计算用质量分数表示的甲醛含量X1按下式计算：X1=c×V×0.03003/m ×100%式中 c——硫酸标准溶液的量浓度，mol/L；V——滴定消耗硫酸标准溶液的体积，mL；m——甲醛试样的质量，g；0.03003——与1.0mL硫酸标准溶液[c（1/2H2SO4）=1.000mol/L]相当质量，g。
（6）允许差平行测定两次结果的差值不大于0.1%，取其算术平均值为测定结果。
2. 甲醛溶液密度的测定——密度计法（1）测定步骤将甲醛溶液试样盛于100 mL量筒中，测定其温度，当试样温度达到（20±0.5）℃时，将校正过的刻度范围为1.060～1.112分度为0.002的密度计轻轻插入，1～2min至温度比较稳定时，按液面下边缘读出其视密度。
（2）结果的表示和计算20℃甲醛溶液的密度ｐ20按下式计算：ｐ20==ｐt+0.00058（t为20℃）式中ｐt——试验温度下甲醛溶液的视密度，g/cm3；t——测定时甲醛溶液的温度，℃；0.00058——甲醛溶液密度的温度补正系数。
科技信息2008年第24期SCIENCE&TECHNO LO GY INFORMATION脲醛树脂是一种性能较佳、成本低廉、制造简便、应用广泛的氨基树脂胶粘剂。
脲醛树脂胶的主要应用领域是木材加工工业,主要作碎木板的胶粘剂,在胶合板、木制家具和细木制品生产中作粘合剂。
少量用于生产模塑粉、装饰用层压板以及约张和纺织加工的处理剂。
欧洲将木制品按甲醛释放含量分为四个级别:E0(甲醛含量小于4m g/100g,为最高级别)、E1(甲醛含量小于10mg/100g)、E2(甲醛含量小于40mg/100g)、E3(甲醛含量小于100m g/100g)。
只有获得E1级、E0级认证才被称为绿色环保建设,对人体绝无任何伤害。
国标分为A级、B级和C级三个类级别。
人造板广泛应用于建筑、家具和室内装修等各个方面。
2000～2005年,我国人造板年平均增长率高达22%,产量已经跃居世界第一。
目前,人造板使用的胶粘剂主要是脲醛树脂胶粘剂,占木材胶粘剂总产量的90%左右。
我国人造板工业用脲醛树脂胶粘剂存在的主要问题是游离甲醛的污染和危害﹔其次,脲醛树脂胶粘剂产品的机械物理性能、化学性能和胶接性能方面也存在一定的问题。
脲醛树脂胶粘剂存在着耐水性差、固化物脆性大、耐老化性能差、游离甲醛含量高等缺点,因而限制了其使用范围。
尤其是游离甲醛含量过高的问题,一直未得到有效解决。
许多研究人员进行了不懈的努力,各国也采取了包括颁布法律条例等措施,力图控制使用过程中游离甲醛的释放量。
我国也于2002年1月公布了“室内装饰装修材料———人造板及其制品中甲醛释放限量”强制性标准GB18580—2001。
开发符合环保要求的人造板是近10年来的研究热点,降低游离甲醛释放量的人造板涉及胶粘剂中游离甲醛含量、配胶方法和人造板制备方式等诸多环节,还要兼顾板材的其它性能。
通过系列研究制备出符合E1级环保指针并且粘结性能及耐水性均优异的人造板是本文的主要目的。
脲醛树脂中游离甲醛含量测定不确定度评定谭利娟;佘佳荣【摘要】本文依据国家标准GB/T14074-2006,用滴定法测量脲醛树脂中游离甲醛含量,详细分析了测量过程中的各个影响因素,对检测结果的不确定度进行了评定,在测量过程中,重复性对不确定度贡献比较大.【期刊名称】《湖南林业科技》【年(卷),期】2010(037)001【总页数】3页(P27-29)【关键词】游离甲醛;不确定度;滴定法;脲醛树脂【作者】谭利娟;佘佳荣【作者单位】国家林业局林产品质量检验检测中心(长沙),湖南,长沙410004;国家林业局林产品质量检验检测中心(长沙),湖南,长沙410004【正文语种】中文【中图分类】TQ433.4+31分析测量的目的是为了确定被测量对象的量值。
测量结果的品质是量度测量结果的可信度的最重要的依据。
测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征，测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。
所以，测量结果表述必须同时包含赋予被测量的值及该值相关的测量不确定度[1]。
甲醛污染已威胁到人类的身体健康，成为室内环境污染的严重问题，因此对脲醛树脂中游离甲醛含量测定不确定度评定进行研究，具有重要的理论意义和现实价值。
本不确定度评定的对象为脲醛树脂中游离甲醛含量测定。
2.1 原理与方法2.1.1 原理脲醛树脂中游离甲醛、半缩醛与过量的亚硫酸钠在0℃反应，生成羟甲烷基磺酸盐。
用碘溶液滴定过量的亚硫酸钠溶液使得羟基甲烷基磺酸盐分解，再用碘溶液滴定分解得到亚硫酸钠。
2.1.2 方法测量方法参照GB/T14074 — 2006《木材胶粘剂及其树脂检验方法》[2]中3.16.2“脲醛、尿素—三聚氰胺甲醛树脂游离醛含量测定”。
根据JJF1059 — 1999《测量不确定度评价与表示》[3]，JJG196 — 2006《常用玻璃量器检定规程》[4]，《化学分析测量不确定度评定指南》对脲醛树脂中游离甲醛含量测定不确定度进行评定。
2.2 主要仪器与设备梅特勒—托利多电子天平AL 204，磁力搅拌机、滴定管(50mL)、恒温水浴锅、移液管等。
